Factory-Tour

Wie ein PCB gefertigt wird

Wir haben schon einige Fabriken in China besucht, in denen Grafikkarten, Gehäuse oder Mainboards gefertigt werden. So konnten wir uns anschauen, wie bei Lian-Li Gehäuse gefertigt werden. Auch die Entstehung einer ZOTAC-Grafikkarte bei PC Partner konnten wir begleiten. Doch eines der wichtigsten Ausgangsmaterialien haben wir dabei noch nicht beleuchtet: Das Printed Circuit Board oder kurz PCB.

Dabei ist das PCB eine der wichtigsten Komponenten, denn erst über das PCB können alle Bauteile auf einem Mainboard oder einer Grafikkarte miteinander kommunizieren. Ein PCB ist das zentrale Bauteile einer jeden Elektronik. 

Hier kommt nun Scotty Allen ins Spiel. Er war Software Engineer im Silicon Valley und unter anderem für Google und viele Startups tätig. Inzwischen aber bereist er die Welt und hat in Shenzhen eine gewisse Obsession für sich gefunden erfahren zu wollen, wie die von Menschen gemachten Dinge entstehen. Dabei konzentriert er sich vor allem auf Unterhaltungselektronik. Nicht aber geht es für Allen darum zu verstehen wie etwas entsteht, er versucht auch den Aufwand hinter der Fertigung zu verstehen, in dem er es selbst tut. So hat er einen 3,5-mm-Klinke-Anschluss in ein iPhone verbaut, welches nur noch einen Lightning-Anschluss hat. Er hat aber auch die Speicherkapazität seines iPhones erhöht, in dem er den kleineren Speicherchip auslötet und einen größeren einlötet.

Inzwischen hat er sich in der Szene und auch bei den Herstellern einen Namen gemacht und wird von diesen zu den verschiedensten Herstellungsprozessen eingeladen. Dieses mal von JLCPCB, einem der weltweit größten Hersteller für PCBs.

So wird ein PCB gefertigt

Bevor es zur Fertigung des PCBs kommt, müssen die Pläne für das Leiterplattendesign kontrolliert werden. Dies geschieht in Shenzhen, die Fertigung erfolgt in einer großen Fabrik in Huizhou. Dort beginnt alles mit dem Rohmaterial. Dieses besteht aus faserverstärktem Kunststoff, auf dem sich auf beiden Seiten eine dünne Schicht Kupfer befindet. Um die eigentlichen Leiterbahnen auszubilden wird eine Maske erstellt, die über Belichtung und ein Wegätzen des Materials die eigentlichen Leiterbahnen ausbildet.

Um ein mehrschichtiges PCB zu erstellen, werden mehrere dieser Platten übereinander gestapelt. Eine Grafikkarte oder ein Mainboard kann dabei durchaus ein PCB mit acht bis zwölf Lagen verwenden. Nach der Ausarbeitung der Leiterbahnen werden die Löcher gebort. Es gibt in einem PCB drei unterschiedliche Arten von Löchern: Through-Holes, Durchkontaktierungen zwischen und durch mehrere Layer (Blind Vias, Staggered Vias, usw.) und solche für mechanische Befestigungen. Danach kann die Lötmaske aufgetragen werden und auch die Beschriftungen auf dem PCB werden per Druckverfahren oder Laser erstellt. Zwischen den einzelnen Schritten werden immer wieder optische und funktionale, bzw. elektrische Tests durchgeführt.

Erst ganz am Ende erhält das PCB die oftmals sichtbare grüne Farbe. Bei den PC-Komponenten gibt es inzwischen zahlreiche Farben – je nach Herstellerwunsch. Die kurze Beschreibung gibt auch nicht alle Schritte wieder und lässt vieles aus. Daher lohnt sich ein Blick in das fast 30-minütige Video. Wer der englischen Sprache nicht mächtig ist um dem Inhalt zu folgen, kann es mit dem automatischen Untertiteln versuchen.